8. Les échangeurs de chaleur

8.2. Détermination des températures de sortie des fluides connaissant leurs températures d’entrée

• On commence par le calcul de l’écart de température Dt₁ du fluide 1 par :

F = Dt₁/q_i

• avec :

• F : Coefficient d’efficacité de l’échangeur (1ère grandeur fondamentale de l’échangeur) ;

• q_i = t’₂ - t’₁ avec t’₁ et t’₂ respectivement température d’entrée du fluide 1 et du fluide 2 en °C.

• Par conséquent :

Dt₁ = t’’₁ - t’₁ = F . q_i = F . (t’₂ - t’₁)

• avec :

• t’'₁ température de sortie du fluide 1 en °C

• Ensuite on passe à la détermination de Dt2 à partir du rapport t des valeurs en eau qui constitue la seconde grandeur fondamentale d’un échangeur. On a :

t = W₁/W₂ = Dt₂/Dt₁

• avec :

• Wi = ci.Mi valeur en eau du fluide i en KJ/s.K ;

• ci capacité thermique massique du fluide i en KJ/kg.K ;

• Mi débit masse du fluide i en kg/s ;

• W1/W2 < 1.

• Par conséquent :

Dt₂ = W₁/W₂  . Dt₁ = t’’₂ - t’₂

• avec :

• t’'₂ température de sortie du fluide 2 en °C

•  Ajoutons que la troisième grandeur fondamentale d’un échangeur est son coefficient de performance spécifique :

k = K . A / W₁ = Dt₁/Dq_ml

• avec :

• K coefficient d'échange thermique ;

• A surface d'échange.

• On voit donc que :

K . A . Dq_ml = W₁ . Dt₁

•  d’où :

Q = W₁ . Dt₁ = W₁ . F . q_i

• La détermination de F se fait au moyen des équations suivantes :

  • dans le cas d’échangeurs à courants parallèles et de mêmes sens :

^F=

• dans le cas d’échangeurs à contre-courants :

^F=

•  dans le cas d’échangeurs à courants croisés :

^{F =}

• Le résultat de ces calculs est directement donné dans les abaques ci-dessous :